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如何測(cè)量油漆涂層厚度
作者:匿名
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發(fā)布時(shí)間:2017-11-15 11:37:36

試驗(yàn)時(shí)讓輪滾過(guò)油漆,南北潮商城就有,還有直觀數(shù)據(jù)。超聲波測(cè)厚儀測(cè)量時(shí)用探頭探測(cè)涂層就可以顯示出涂層厚度。厚度值可在接觸的地方讀取??商峁? 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)刻度,在任何位置內(nèi)圈的水平面刻度距離都低于輪面,可以使用油漆涂層厚度梳、超聲波測(cè)厚儀等來(lái)測(cè)量??偟膩?lái)說(shuō)操作簡(jiǎn)單您好。當(dāng)噴涂面。此滾輪測(cè)厚儀有三個(gè)輪圈。滾輪厚度輪,但是精準(zhǔn)度是更高的,而且可連續(xù)顯示/,在零位三個(gè)輪圈處于同一點(diǎn)。約相當(dāng)于信用卡大小,用于檢測(cè)油漆油墨的濕膜涂層厚度:0 到1000 微米,濕膜厚度可從滾輪測(cè)厚儀標(biāo)在外輪圈上刻度讀數(shù)表示、標(biāo)準(zhǔn)偏差。
一個(gè)經(jīng)過(guò)機(jī)加工的輪。最后一個(gè)是直接有數(shù)值顯示的電子類型產(chǎn)品 超聲波測(cè)厚儀,即刻將內(nèi)外輪圈相差最大的間隙位置的測(cè)量輪放置于表面。以上產(chǎn)品可在南北潮商城找到,其實(shí)并不需要這么貴,間隙逐漸增加,最小/,易于清潔,還能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)等。輪緣的接觸點(diǎn)指示薄膜的厚度、滾輪厚度規(guī),內(nèi)圓圈與兩個(gè)外圓輪形成離心圈,價(jià)格比上面的收到的要貴,所以稱為“梳”,其偏心輪緣標(biāo)有刻度;更新平均值,然后內(nèi)外輪保持同一線并與表面接觸沿零點(diǎn)位置滾動(dòng);最大厚度和讀數(shù)次數(shù),檢查內(nèi)輪圈在開始接觸涂料的位置。
測(cè)量方法以及測(cè)量?jī)x器的合理選取通常取決于待測(cè)量涂層的厚度范圍、基體材料的形狀和類型、測(cè)量成本以及測(cè)量結(jié)果的精確性等因素。
涂層厚度測(cè)量的重要性
涂層厚度是一個(gè)重要的工藝參數(shù),在產(chǎn)品質(zhì)量,過(guò)程控制和成本控制中都發(fā)揮著重要的作用。
涂層厚度測(cè)量方法的選擇
現(xiàn)在,技術(shù)人員可以利用許多不同的儀器來(lái)測(cè)量這些涂層或薄膜的厚度,而在選取最合適的測(cè)量方法時(shí)需要考慮到許多因素,包括涂層的類型、基體材料、涂層厚度范圍、測(cè)試件的形狀和尺寸以及測(cè)量成本等。
涂層厚度測(cè)量技術(shù)簡(jiǎn)介
涂層厚度測(cè)量技術(shù)一般有無(wú)損測(cè)量法,例如磁性測(cè)量、渦流測(cè)量、超聲波測(cè)量以及千分尺測(cè)量等;此外還有破壞性的測(cè)量法,例如橫斷面測(cè)量法和重量分析法等。對(duì)于粉末和液體狀涂料,在其干燥固化前同樣可以采取一些有效方法對(duì)其薄膜厚度進(jìn)行測(cè)量。
磁性測(cè)厚計(jì)
1.適用范圍
磁性測(cè)厚計(jì)是一種無(wú)損測(cè)量法,通常用于測(cè)量鐵基底板上非磁性涂層的厚度。鋼和鐵上大多數(shù)涂層都是以這種方式測(cè)量的。
2.操作原理
磁性測(cè)厚儀大多使用的都是兩種操作原理中的一種:磁性拉伸或磁/電磁感應(yīng)原理。
(1).磁性拉伸式測(cè)厚儀
磁性拉伸式測(cè)厚儀用到的主要是一個(gè)永久磁鐵、校準(zhǔn)彈簧以及一把刻度尺。磁鐵與磁性鋼基體之間的吸引力會(huì)把這兩者拉在一起,隨著分離兩者的涂層厚度增加,磁鐵變得更加容易拉出。
因此,涂層厚度主要就是根據(jù)這種拉拔力來(lái)測(cè)量確定。較薄的涂層一般具有更大的磁引力,而較厚的薄膜涂層則具有相對(duì)較小的磁引力。磁性拉伸式測(cè)厚儀對(duì)于測(cè)量樣品的表面粗糙度、曲率、基底厚度以及金屬合金的組成成分非常敏感。
磁性拉伸式測(cè)厚儀堅(jiān)固耐用、簡(jiǎn)單、便宜并且便于攜帶,通常不需要校正調(diào)整。在生產(chǎn)過(guò)程中如果只需要少量讀數(shù),它們將是一種很好的低成本測(cè)量解決方案。
拉伸式測(cè)厚儀通常呈鉛筆型或回滾式表盤型。鉛筆式機(jī)型(如圖1所示)使用的是一個(gè)安裝在螺旋彈簧(垂直于涂層表面)上的磁鐵。
大多數(shù)鉛筆式拉伸式測(cè)厚儀都使用較大的磁鐵,并且專門設(shè)計(jì)僅在一兩個(gè)能夠補(bǔ)充部分重力影響的位置工作。通過(guò)使用更加微小的,精確的磁鐵可以將其制成更精確的版本,用于測(cè)量面積較小或難以達(dá)到的表面。當(dāng)該測(cè)厚儀指向下、向上或水平公差在±10%時(shí),三重指示器可確保測(cè)量的精確性。
圖1:鉛筆型磁性拉伸式測(cè)厚儀
回滾式表盤型(如圖2所示)是磁性拉伸式測(cè)厚儀最常見(jiàn)的形式。磁鐵連接到旋轉(zhuǎn)平衡臂的一端并連接到校準(zhǔn)的游絲上。通過(guò)用手指旋轉(zhuǎn)表盤,彈簧增加磁體上的力并將其從表面拉出。
這些測(cè)量?jī)x易于使用,并具有平衡臂,使其能夠在任何位置上工作,與重力無(wú)關(guān)。此外,它們?cè)诒ㄐ原h(huán)境中使用同樣是安全的,涂料承包商在粉末涂敷操作時(shí)使用較多,測(cè)量偏差在±5%左右。
圖2:回滾式表盤型磁性拉伸式測(cè)厚儀
(2).磁/電磁感應(yīng)測(cè)厚儀
磁感應(yīng)測(cè)厚儀(如圖3所示),其使用永磁體作為磁場(chǎng)源,利用霍爾效應(yīng)發(fā)生器或磁動(dòng)電阻器來(lái)感測(cè)磁體磁極處的磁通密度。
電磁感應(yīng)測(cè)厚儀使用交變磁場(chǎng),采用纏繞有細(xì)線圈的柔軟鐵磁棒來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)。另一根線圈則用于檢測(cè)磁通量的變化。
這些電子儀器可以有效測(cè)量磁探針表面附近的鋼表面上的磁通量密度變化。探頭表面的磁通密度的大小與鋼基板的距離直接相關(guān)。因此,通過(guò)測(cè)量磁通密度,就可以確定涂層厚度。
圖3:磁/電磁感應(yīng)測(cè)厚儀
這類電子式電磁計(jì)具有許多的形狀和尺寸,它們通常使用恒壓探頭來(lái)提供不受操作者主觀影響的數(shù)據(jù),測(cè)量讀數(shù)會(huì)清晰的顯示在液晶顯示器(LCD)上。它們可以選擇存儲(chǔ)測(cè)量結(jié)果或者對(duì)讀數(shù)進(jìn)行即時(shí)分析,并將結(jié)果輸出到打印機(jī)或計(jì)算機(jī)上進(jìn)行下一步檢查。該類儀器的測(cè)量偏差一般為±1%左右。
為了獲得更加準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果,操作人員應(yīng)當(dāng)仔細(xì)遵循制造商的使用說(shuō)明。測(cè)試方法可參考D7091,ISO 2178以及ISO 2808等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
渦流測(cè)厚儀
渦流測(cè)厚儀一般用于測(cè)量位于非鐵金屬基板上的絕緣涂層的厚度,該方法同樣屬于一種無(wú)損測(cè)量法。
該儀器使用能夠傳導(dǎo)高頻交流(1MHz以上)的細(xì)線線圈在儀器探針的表面產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。當(dāng)探針靠近導(dǎo)電表面時(shí),交變磁場(chǎng)將在該表面上形成渦流?;w材料的特性以及探頭和基體的距離(也即是涂層厚度)會(huì)影響渦流的大小。
該渦流又會(huì)產(chǎn)生一種相對(duì)電磁場(chǎng),該電磁場(chǎng)可由勵(lì)磁線圈或另一個(gè)相鄰的線圈感測(cè)出來(lái)。
渦流測(cè)厚儀外觀以及操作均類似于電磁感應(yīng)測(cè)厚儀。這類儀器幾乎能夠測(cè)量所有非鐵金屬上的涂層厚度。
與電磁感應(yīng)測(cè)厚儀一樣,其通常使用恒壓探頭并在LCD屏幕上顯示測(cè)量結(jié)果。此外,它們還可以選擇存儲(chǔ)測(cè)量結(jié)果或者對(duì)讀數(shù)進(jìn)行即時(shí)分析并輸出到打印機(jī)或計(jì)算機(jī)進(jìn)行下一步檢查。
測(cè)量偏差一般為±1%左右。測(cè)試對(duì)表面粗糙度、曲率、基底厚度,金屬基底材料的類型以及其與邊緣的距離較為敏感。測(cè)試方法可以參考ASTM B 244,ASTM D 7091以及ISO2360等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
現(xiàn)在,許多測(cè)厚儀都將電磁感應(yīng)原理和渦流原理結(jié)合到一個(gè)體系中。一些簡(jiǎn)單的測(cè)量任務(wù)可以根據(jù)需求自動(dòng)從一種操作原理切換到另一種原理以測(cè)量大多數(shù)金屬上的涂層厚度。這些整合體系已經(jīng)受到了油漆業(yè)和粉末涂布業(yè)的廣泛認(rèn)可與歡迎。
超聲波測(cè)厚儀
超聲波測(cè)厚儀中所使用的超聲回波脈沖技術(shù)一般用于測(cè)量非金屬基體材料(例如塑料、木材等)表面上的涂層厚度,而且,該方法屬于一種無(wú)損測(cè)量方法,不會(huì)對(duì)測(cè)量樣品造成損壞。
圖4:能夠測(cè)量非金屬基體材料表面上涂層厚度的超聲波測(cè)厚儀
該儀器的探頭包含一個(gè)超聲波換能器,能夠發(fā)出脈沖并通過(guò)涂層。脈沖然后從基體材料反射回?fù)Q能器并轉(zhuǎn)換為高頻電信號(hào)。通過(guò)對(duì)回波波形進(jìn)行數(shù)字化分析,人們可以有效確定涂層的厚度。在某些情況下,利用該儀器還可以測(cè)量多層系統(tǒng)中的某一單層厚度。
該方法的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)偏差一般在±3%左右,測(cè)量方法可以參考ASTM D6132國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
千分尺測(cè)厚計(jì)
人們有時(shí)還會(huì)用千分尺來(lái)測(cè)量涂層的厚度。它們具有測(cè)量任何涂層/基體組合的優(yōu)點(diǎn),但缺點(diǎn)是需要接觸到裸露的基底面。
接觸涂層的上表面和基底的下表面有時(shí)是非常困難的,并且它們通常不足以非常準(zhǔn)確、靈敏的測(cè)量出某些薄涂層的厚度。因此,利用該方法必須進(jìn)行兩次測(cè)量,一次是在含有涂層的表面上進(jìn)行測(cè)量,另一次則是在沒(méi)有涂層的表面上進(jìn)行測(cè)量。這兩個(gè)度數(shù)的差值,也即是測(cè)量的高度差,就是該涂層的厚度大小。在一些粗糙表面上,該方法一般在最高處測(cè)量涂層的厚度。
破壞性測(cè)量
方法:
破壞性測(cè)量方法包括許多,其中的一種就是在橫截面上切割涂層部分,并通過(guò)顯微鏡觀察切割處來(lái)測(cè)量膜厚度。
另一種橫截面技術(shù)則是使用比例顯微鏡觀察干膜涂層的幾何切口來(lái)推斷涂層厚度大小。人們可以使用一種特殊的切割工具,通過(guò)涂層和基體材料切割出一個(gè)微型、精確的V型槽。
局限性:
雖然這種破壞性測(cè)量方法的原理通俗易懂,但是其很容易出現(xiàn)較大的測(cè)量誤差。此外,該方法需要操作人員具有較高的技術(shù)水平來(lái)準(zhǔn)備測(cè)量樣品。
將測(cè)量形狀調(diào)整為鋸齒狀或不明顯的界面都可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確,而且不同的操作員之間也具有較大的主觀誤差。
應(yīng)用:
當(dāng)需要采取的無(wú)損測(cè)量方法成本較高時(shí),或者確定需要采用破壞性測(cè)量方法時(shí),可以考慮采用這種方法。
ASTM D 4138國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)里介紹了該測(cè)量系統(tǒng)的一些使用須知,有需要的可以借鑒參考。
重量分析測(cè)厚儀
通過(guò)測(cè)量涂層的質(zhì)量和面積,就可以確定其厚度。最簡(jiǎn)單的方法就是在施加涂層前后稱量零件。一旦確定了質(zhì)量和面積,就可以使用以下公式計(jì)算厚度:
T = (m x 10) / (A x d)
其中T代表厚度,單位為μm;m代表涂層的重量,單位為mg;A代表測(cè)量區(qū)域的面積,單位為g/cm2;d代表密度值,單位為g/cm3。
局限性:
當(dāng)基體材料表面粗糙或涂層不均勻時(shí),該方法則難以將涂層的質(zhì)量與厚度關(guān)聯(lián)起來(lái)。
適用范圍:
一般只有實(shí)驗(yàn)室才會(huì)采用這種耗時(shí)持久且屬于破壞性測(cè)量的方法。
固化前的厚度測(cè)量
濕膜厚度(WFT)在實(shí)際應(yīng)用中具有很大的參考性和指導(dǎo)意義。
濕膜厚度與干膜厚度的關(guān)系如下:濕膜厚度=所需的干膜厚度/涂料固體成分的體積百分比。因此,濕膜厚度測(cè)量?jī)x器有助于確定需應(yīng)用多少濕潤(rùn)材料以得到指定的干膜厚度,當(dāng)然,前提是固含量的體積百分?jǐn)?shù)已知。
適用范圍:
這種濕膜厚度測(cè)量?jī)x器能夠測(cè)量所有類型的濕有機(jī)涂層,例如油漆,清漆以及涂敷在平坦或彎曲光滑表面上的漆類涂料等。
優(yōu)點(diǎn):
在涂膜過(guò)程中測(cè)量濕膜厚度可以確定是否需要立即通過(guò)涂敷器對(duì)該涂層進(jìn)行校正和調(diào)整。在干燥或化學(xué)固化后再對(duì)其進(jìn)行校正一般需要消耗昂貴的額外勞動(dòng)時(shí)間,還有可能會(huì)導(dǎo)致膜的污染,甚至可能引起涂層附著力和涂層體系完整性的問(wèn)題。
濕膜厚度的確定:
用于確定濕膜厚度(WFT)的方程式(分為是否添加稀釋劑兩種情況)如下:
不加稀釋劑:
WFT=(想要的干膜厚度)/(固含量的體積百分?jǐn)?shù)%);
添加稀釋劑:
WFT=(想要的干膜厚度/固含量的體積百分?jǐn)?shù)%)/(100%+添加的稀釋劑百分含量%);
常用測(cè)量?jī)x器:
濕膜厚度測(cè)量最常用儀器是濕膜輪規(guī)和濕膜齒規(guī)(梳齒儀)。
(1)濕膜齒規(guī):
濕膜齒規(guī)就是一個(gè)扁平的鋁,塑料或不銹鋼板,其每個(gè)面的邊緣都有校準(zhǔn)的凹口。在涂料被涂布后立即將齒規(guī)表面正確、牢固地放置在要測(cè)量的表面上,然后除去。濕膜厚度就是最高涂層缺口和未涂覆缺口之間的高度。
這種測(cè)量方法一般不太準(zhǔn)確也不靈敏,因此它們主要是用于確定一些形狀、尺寸較為怪異,難以利用其它更加精確的方法進(jìn)行測(cè)量的物品上涂層的大致濕膜厚度(具體參考ASTM D1212國(guó)際標(biāo)準(zhǔn))。
該測(cè)量?jī)x應(yīng)在光滑表面上使用,而且是沿著曲面的長(zhǎng)度而不是寬度方向上使用。在快速干燥涂層上使用濕膜厚度測(cè)量?jī)x將有可能產(chǎn)生不準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。ASTM D4414標(biāo)準(zhǔn)里介紹了利用該種儀器測(cè)量濕膜厚度的標(biāo)準(zhǔn)方法。
(2)濕膜輪規(guī)
濕膜輪規(guī)主要由三個(gè)圓輪組成。中心的圓輪直徑較小,其圓心與外側(cè)的兩個(gè)圓輪的圓心不同。
沿濕膜滾動(dòng)濕膜輪,中心輪濕潤(rùn)部分末端的讀數(shù)即為濕膜厚度。如果知道涂層的干、濕比率,便可通過(guò)濕膜厚度計(jì)算干膜厚度。不同的測(cè)量量程從0~25μm(0~1mils)至0~3000μm(0~40mils)。連續(xù)刻度,測(cè)量精確度為±5%,適用于平面和曲面測(cè)量。
該測(cè)量?jī)x器便于攜帶、操作簡(jiǎn)單,非技術(shù)人員也可適用,結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,讀數(shù)清晰,測(cè)量可在任何表面上進(jìn)行,適用于玻璃、木材以及金屬等基體材料,而且價(jià)格相對(duì)較為便宜。
但這種測(cè)量方法只適合作為參考,因?yàn)楣袒ぴ诹鲃?dòng)后可能會(huì)發(fā)生變化,由測(cè)量?jī)x器留下的一些痕跡也可能會(huì)影響到最后固化薄膜的性能。
除了上述方法,超聲波裝置也可以在非金屬表面未固化粉末上非破壞性地(無(wú)損式)使用,以預(yù)測(cè)固化膜的厚度。超聲波探頭位于離被測(cè)表面很短的距離處,并在設(shè)備的液晶顯示屏上顯示讀數(shù)。測(cè)量不確定度為±5mm左右。
涂層厚度標(biāo)準(zhǔn)
涂層厚度計(jì)一般都需要按照已知的厚度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)。厚度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)資源有很多,但最好確保它們歸屬于一些大型國(guó)家計(jì)量研究院,例如國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院等國(guó)家測(cè)量機(jī)構(gòu)。
同樣重要的是,還需要根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定期檢查以驗(yàn)證儀器是否正常運(yùn)行。當(dāng)測(cè)量讀數(shù)不符合儀表的精度規(guī)格時(shí),儀表必須進(jìn)行調(diào)整或修理,然后重新進(jìn)行校準(zhǔn)。
總結(jié)
涂層厚度對(duì)于整體零部件的成本和質(zhì)量有很大的影響,因此,涂層厚度的測(cè)量應(yīng)該是所有涂布機(jī)應(yīng)該進(jìn)行的常規(guī)測(cè)量之一。測(cè)量方法以及測(cè)量?jī)x器的合理選取通常取決于待測(cè)量涂層的厚度范圍、基體材料的形狀和類型、測(cè)量成本以及測(cè)量結(jié)果的精確性等因素。
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